撰文 | 丁仪辞

责编 | 叶水送

基因编辑技术近年来备受关注，CRISPR及其相关蛋白所构成的CRISPR/Cas系统可实现在不同生物环境中的基因的定向敲除、插入、点突变等操作，因此成为科学家进行基因编辑工具的首选。最近来自中美两组华人学者团队，先后开发新型基因编辑技术，备受业内关注。

7月5日，麻省理工学院张锋教授在Science上发表了一项研究，将CRISPR技术与DNA转座相结合，实现了RNA引导的DNA定向插入。[1]

ShCAST系统的a) 构成及b)作用模型

DNA转座是一种细胞内遗传物质重排现象，广泛存在于多种原核与真核细胞内。在此前的研究中，DNA定向插入是通过具有核酸酶活性的Cas9和Cas12蛋白切割目标位点，再通过细胞内源的DNA损伤修复机制如重组修复，将新的基因整合到目标位点上。这种编辑方式的插入效率底下且受到细胞自身DNA损伤修复功能的限制。而关于CRISPR/Cas系统和类Tn7转座子相关联的研究，则为改进这种基因定向插入技术提供了思路。[2]

此次研究中，张锋团队构建了源自蓝细菌（Scytonema hofmanni）的CRISPR相关转座酶（ShCAST），将基因定向地整合到大肠杆菌基因组中，并通过一系列实验探究，提出了RNA引导的DNA定向插入过程模型。

根据相关内容介绍，7月15日，北京大学魏文胜研究团队以长文形式在Nature Biotechnology杂志在线发表了题为“Programmable RNA editing by recruiting endogenous ADAR using engineered RNAs”的研究论文，首次报道了名为LEAPER的新型RNA单碱基编辑技术。

与传统的核酸编辑技术需要向细胞同时递送编辑酶（如Cas蛋白）及向导RNA不同，LEAPER系统仅需要在细胞中表达向导RNA即可招募细胞内源脱氨酶实现靶向目标RNA的编辑。

研究者利用该技术，在一系列疾病相关基因转录本中实现了高效、精准的编辑，并成功修复了来源于Hurler综合征病人的α-L-艾杜糖醛酸酶缺陷细胞。该技术的建立，为生命科学基础研究和疾病治疗提供了一种全新的工具。

北京大学讲席教授谢晓亮高度评价了魏文胜团队的工作,

“基因编辑是近年来方兴未艾的研究领域。在美国以张锋、刘如谦为代表的华人科学家在该领域作出了卓越的贡献。而在中国少数科学家急功近利，要么结果无法重复，要么靠闯过伦理红线博人眼球，带来了负面的国际影响。”他认为“魏文胜的北大团队经过不断努力，在中国做出了LEAPER。这是一项非常有原创性的工作，他们为中国科学家树立了榜样。”

注：本文部分内容来自北京大学生命科学学院网站。

参考资料

1.Strecker, J. et al. RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases. Science (80-. ). 365, 48–53 (2019).

2.Peters, J. E., Makarova, K. S., Shmakov, S. & Koonin, E. V. Recruitment of CRISPR-Cas systems by Tn7-like transposons. Proc. Natl. Acad. Sci. 114, E7358–E7366 (2017).

3.Qu et al. Programmable RNA editing by recruiting endogenous ADAR using engineered RNAs. Nat Biotech. 2019.